I denna rapport har ett projekt utförts tillsammans med Gränges AB. Projektet behandlade en energianalys av deras två oxyfuel-smältugnar för smältning av aluminium. Aluminiumsmältan består till stor del av återvunnet skrot, denna metod kallas omsmältning. Ett omsmältverk kräver enorma mängder energi och därför är en minimering av ugnarnas energiförbrukning önskvärd. Smältugnarna har liknande uppbyggnad där den stora skillnaden är deras smältkapacitet, 25 ton respektive 45 ton. Trots sina likheter påvisas en skillnad i energiförbrukning mellan ugnarna vilket även skapar ett intresse för en jämförelse av ugnarna. Med en historisk datamängd som innehöll mätvärden på ett flertal parametrar togs energiförbrukningar för varje smältcykel fram. Vid jämförelser användes energiförbrukning i enheten kWh/ton. Smältcyklarnas energiförbrukning sattes in ett histogram för jämförelse mellan ugnarna. En energibalans för vardera ugn gjordes och gav förståelse var de stora förlusterna sker. Energibalansen gavs av brännarnas totalt förbrukade energi, avgasförluster, väggförluster, askaförluster, sumpförluster, nyttiga energin till aluminiet och övriga förluster. I övriga förluster inkluderades förluster vid dörröppning vilket också beräknades. Ytterligare undersöktes parametrarna dörröppningstid, sumpvikt, körningstid och vikt på tungt aluminium individuellt för att fastställa vad som påverkar energiförbrukningen mest. Detta genom att jämföra smältcyklar där endast en parameter varierar. Parametern dörröppningstid undersöktes på en djupare nivå då denna parameter kan minimeras. Resultaten påvisade att ena ugnen hade mer oregelbunden energiförbrukning än den andra vilket berodde på att den tillverkar en större variation av aluminiumlegeringar och har tillgång till en förvärmningsugn. De största förlusterna var avgasförlusterna, sumpförlusterna och övriga förluster. En stor del av övriga förluster var förluster vid dörröppning. Väggförlusterna var märkbara och askaförlusterna var minimala. Undersökning av dörröppningstid visade att dörröppningstiden påverkade energiförbrukningen markant. / A project has been carried out together with Gränges AB which treated an energy analysis of their two oxyfuel furnaces for aluminium melting. The aluminium melt largely consists of recycled scrap and this method is called secondary melting. These secondary melting plants consumes a huge amount of energy and that is why a minimization of the furnace’s energy consumption is needed. The two furnaces have similar construction, and the main difference is their melting capacity, 25 and 45 tonnes respectively. Despite their similarities a difference in energy consumption is shown which creates an interest for a comparison of the furnaces. With a collection of earlier measurement data of several parameters the energy consumption of every melting cycle could be calculated. For comparisons of energy consumptions, the unit kWh/tonne was used. The energy consumption of every melting cycle was placed in a histogram for simple comparison. An energy balance of each furnace was done which gave understanding of their major losses. The energy balance consisted of the total used energy from the burners, the flue gas losses, the wall losses, the dross losses, the slag losses, the useful energy output for aluminium and the miscellaneous heat losses. One part of the miscellaneous heat losses is the losses from door opening which also was accounted to. Furthermore, the parameters door opening duration, slag weight, the melting cycle duration and heavy aluminium weight was examined individually to understand its impact on the furnace energy consumption. This was done by comparing the melting cycles consumed energy when only one of the parameters varied. The parameter door opening duration was examined more profound because it is a parameter that can be minimized. The results showed that one of the furnaces had more irregular energy consumption. This was due to this furnace producing a higher variety of aluminium alloys and utilizing a preheating furnace. The major energy losses were flue gas losses, the slag losses, and the miscellaneous losses. The door opening duration was a major part of the miscellaneous losses. The wall losses were noticeable, and the dross losses were minimal. The examination of the parameter door opening duration showed that this parameter largely affected the furnace consumed energy.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:liu-177559 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Johansson, Niclas, Edman, Philip |
| Publisher | Linköpings universitet, Mekanisk värmeteori och strömningslära |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0076 seconds